您的位置:首页 > 百科大全 |

土壤呼吸作用与土壤肥力的关系 | 土壤呼吸作用强度

1. 土壤呼吸作用强度

在实际的田间地头做不到完全密封,1:覆膜时很难做到无缝隙,很多农民只是大概用土压压,不让风刮起便可。

2:表层土壤有很多缝隙的,空气可以流动的。3:绝对多数的地膜不是完整的,或多或少都洞,而且到了一定的时间,农民都要手动破膜出苗。所以不必担心根系的呼吸。

2. 为什么土壤呼吸作用强度可以作为评价土壤肥力的指标

土壤中有土壤空气。土壤空气一部分是从大气中来的,也有一部分是 土壤中进行着的生物化学过程所产生的。土壤中植物根系、土壤微生物和 土壤动物的呼吸,以及土壤中含碳物质化学氧化过程都消耗氧并产生二氧 化碳,从土壤向大气中排放。

这种二氧化碳从土壤向大气圈的流动是土壤 呼吸作用的结果。 由此,土壤呼吸作用,包括3个生物学过程,即植物根呼 吸、土壤微生物呼吸及土壤动物呼吸和一个非生物学过程——含碳物质的 化学氧化作用。

其中,土壤微生物呼吸和植物根系呼吸所排放的二氧化碳 占土壤呼吸总量的绝大部分。

旱地和水田土壤空气交换的方式不同。旱地主要靠气体的扩散,气体 总是从浓度大的一方向浓度小的一方移动扩散。 由于土壤中氧气的浓度低 于大气,而二氧化碳的浓度高于大气,因而空气中的氧不断流入土壤,而土 壤中的二氧化碳不断流入大气。

土壤温度、水分及温度与水分配置对土壤 呼吸都有一定的影响。旱地气体的交换都需要有让空气进出的孔隙,孔隙 大而多的土壤通气性好,轻质土壤的通气性比黏重的土壤好。 当土壤有良 好的结构时,土壤中有一定的孔隙,通气状况就好。

水田土壤中的孔隙大都被水占据,土壤中空气少。但水田作物本身对 氧的需求较低,且茎叶有通气组织可将大气中的氧输送到根部。同时,氧气 还可从水中扩散和随渗漏水进入土壤,使作物根系进行正常的呼吸。

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,往往可以作为表层 土壤质量和肥力以及土壤透气性的重要指标。 土壤呼吸的高低可以反映土 壤养分循环供应水平,对所在地生态系统的初级生产力产生较大影响。

土壤呼吸受人类活动的影响,毁林开荒、过度放牧、围湖造田、环境污染 等都有可能导致土壤呼吸增强,土壤有机质(碳)下降。土壤碳库也通过土 壤呼吸过程向大气中排放大量的二氧化碳,并影响着温室效应的强弱。

目前,有关土壤呼吸影响因素方面的研究大多集中于温度、土壤水分、 土地利用方式等方面。但到目前为止,对土壤呼吸的精细描述、土壤呼吸通 量精确测定以及土壤呼吸测定方法标准的统一等尚待解决。

因此,对于土 壤呼吸作用的研究有待进一步加深,才能为全球碳循环提供可靠的科学 依据

3. 土壤呼吸量

呼吸速率又称呼吸强度。指在一定温度下,单位重量的活细胞(组织)在单位时间内吸收氧或释放二氧化碳的量,通常以“mg(μl)/(h·g)”为单位。

二氧化碳是呼吸作用的最终产物,当外界环境中二氧化碳浓度增高时,脱羧反应减慢,呼吸作用受到抑制。实验证明,二氧化碳浓度高于5%时,有明显抑制呼吸作用的效应,这可在果蔬、种子贮藏中加以利用。土壤中由于植物根系的呼吸作用特别是土壤微生物的呼吸作用就会产生大量的二氧化碳,如土壤板结,深层通气不良,积累的二氧化碳可达4%~10%,甚至更高,如不及时进行中耕松土,就会使植物根系呼吸作用受阻。一些植物(如豆科)的种子由于种皮限制, 使呼吸作用释放的CO2难以释出,种皮内积聚起高浓度的CO2抑制了呼吸作用,从而导致种子休眠。

4. 土壤呼吸作用强度与土壤孔隙度

土壤空气存在于无水的土壤孔隙中,它的含量取决于土壤孔隙度和土壤含水量,土壤空气与大气的组成相似,但是在含量上存在一些差异。

a、土壤空气中CO2含量比大气高十几倍甚至几百倍。主要是因为土壤中有机质分解释放出大量的CO2;根系和微生物的呼吸作用释放出CO2;土壤中碳酸盐溶解会释放出CO2。

b、土壤空气O2含量比大气低,主要是因为根系和微生物的呼吸作用需要消耗O2,OM的分解也会消耗掉O2。

c、土壤空气相对湿度比大气高。除表层干燥土壤外,土壤空气湿度一般都在99%以上,处于水汽饱和状态,而大气只有在多雨季节才接近饱和。

d、土壤空气中含有较多的还原性气体。当土壤通气不良时,土壤含O2量下降,OM在微生物作用下进行厌氧分解,产生大量的还原性气体比如CH4、H2等,而大气中一般还原性气体很少。

e、土壤空气的组成不是固定不变的,比如土壤水分、土壤微生物活性、土壤深度、土壤温度、pH、栽培措施等都会影响到土壤空气的组成,而大气的组成相对比较稳定。

5. 土壤呼吸作用强度表

好氧

增加作物抗逆性、固氮。能产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质,对土壤致病菌抑制抗生作用。附在病原菌的菌丝或产生抗菌物质通过溶解溶菌作用;枯草芽孢杆菌能够产生类似细胞分裂素、植物生长激素的物质,促进植物的生长使植物抵抗病原菌的侵害诱导植物产生抗性及促进植物生长;枯草芽孢杆菌大量应用于生物肥料进行保护环境;枯草芽孢杆菌对土壤中的菲与苯并芘的吸附及生物降解功能;枯草芽孢杆菌对土壤微生物的呼吸强度的影响;枯草芽孢杆菌对土壤脲酶活性的影响;枯草芽孢杆菌对盐碱地的改良;引起植物的生理干旱

6. 土壤的呼吸作用

正常情况下,植物的根部进行有氧呼吸,只有在土壤积水或板结的情况下,根系才进行无氧呼吸,需要注意的是,无氧呼吸消耗的有机物多,产生的能量少,并且产生的酒精对幼根还有伤害作用,所以对植物是不利的。

7. 土壤呼吸作用强度计算

土壤呼吸,是指土壤中的植物根系、食碎屑动物、真菌和细菌等进行新陈代谢活动.消耗有机物,产生二氧化碳的过程。土壤呼吸的严格意义是指未扰动土壤中产生二氧化碳的所有代谢作用.

生物呼吸指物质在细胞内的氧化分解,具体表现为氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷(ATP)的生成,又称细胞呼吸。其根本意义在于给机体提供可利用的能量。

8. 土壤呼吸强度一般是多少

A,土壤通气性的主要决定和决定因素

  (1)整体交换:土壤空气交换也有人叫质流,对流. 主要由于近地层环境因子剧烈变迁所引起的土壤中所有空气成分沿同一个方向的流动.如:风,气压变 化,温度梯度变化,降水和灌溉的作用.

  (2)气体扩散:土壤中气体分子因浓度梯度或气体分压不同而产生的气体移动.土壤失出CO2 ,吸收O2,有人叫"土壤呼吸".气体扩散规律服从FicK定律

  --,影响土壤通气性的因素

  这是特定条件下的土壤气体更新过程.土壤气体交换要有两个基本条件:一是土壤要有足量的孔隙容许气体的进出;二是必须具有使气体进出这些孔隙的充分可能性(各气体的浓度具有差异,即具有压力梯度).

  (1)土壤与大气间温度和大气压的差异:

  (2)土壤含水量的变化:

  (3)土壤中空气孔隙的数量,大小及联通程度

  (4)土壤与大气或相邻土层的氧和二氧化碳的浓度差

  B.土壤通气性的好坏主要靠通气性指标体现

  1,土壤呼吸系数

  单位时间内,单位面积的土壤表面扩散出的CO2容积对消耗O2的容积的比率.它可用来衡量土壤中生物活动的总强度.

  正常情况下,土壤呼吸系数接近于1,若超过1则说明土壤通气性差.

  2,土壤中氧的扩散率

  每分钟内扩散通过每平方厘米土层的氧的克数(或微克数).其大小标志着土壤空气中氧的补给更新速率的快慢.

  一般来说,土壤中氧的扩散率随土层深度而降低.氧扩散率降低愈快,植物根系生长的深度愈浅.

  3,土壤通气量

  单位时间,单位压力下,通过单位体积土壤的空气总量(CO2+O2).常用mL/(cm3·s)表示.土壤的通气量大,表明土壤通气性好.

  4,土壤的通气孔隙度

  由于影响气体扩散的主要因素是通气孔隙的数量,气体扩散速度(单位时间内通过土体的气体数量)与土壤通气孔隙的容积是直线函数关系,所以常用土壤中通气孔隙的百分率作为衡量通气性能好坏的指标.

  C,城市有机废弃物主要有城市污泥、城市矿化垃圾、园林废弃物等, 城市有机废弃物在城市绿地中的利用方式主要有堆肥和覆盖两种, 其中堆肥一般针对生活垃圾、生活污泥或园林植物废弃物, 而覆盖主要针对园林植物废弃物, 可直接覆盖也可堆肥后再覆盖。

  园林废弃物与污泥、生活垃圾等有机废弃物相比更具有土地利用优势。这些有机废弃物堆肥均含有植物生长所需要的氮、磷、钾等营养成分, 运用于绿地后能明显提高土壤肥力;但与园林废弃物相比, 污泥和生活垃圾等城市固体有机废弃物堆肥中铅、镉、汞等重金属污染物含量高, 其土地利用的风险性也大, 相比较而言, 园林绿色废弃物更加清洁、安全, 因此土地利用的价值更高。